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HWAHAK KONGHAK, Vol.38, No.6, 791-803, December, 2000
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재순환 제품을 가진 다목적 회분식공정의 조업완료시간 결정 알고리즘 및 최적생산계획
Completion Times Algorithm and Optimal Production Scheduling for Multi-purpose Batch Process Including Recirculation Products
박상대, 김양진, 정재학†
  • 영남대학교 응용화학공학부
Sangdae Park, Yangjin Kim, and Jae Hak Jung†
  • School of Chemical Engineering and Technology, Yeungnam University, Korea
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초록
생산성에 있어서 연속식공정보다 낮은 효율을 갖는 회분식공정이 최근 몇 년간 많은 연구자들의 관심의 초점이 되었던 것은 빠른 시간 내에 변화하는 소비자의 기호와 유통되는 제품의 수명이 많이 짧아짐에 따라 시장 변화에 유연하게 대응할 수 있는 공정에 대한 필요성의 증가 때문이다. 즉, 회분식공정에 의해 생산된 제품들은 연속공정의 제품들에 비해 고부가가치의 제품들일 뿐만 아니라 급변하는 시장 변화에 더 적합하다는 것을 의미한다. 회분식공정은 다품종 공정과 다목적 공정으로 나누어 연구되어졌으나, 현재까지 다품종 공정에 비해 다목적 회분식공정에 대한 연구는 매우 부족한 실정이다. 그 이유는 다목적 회분식공정이 가지는 몇 가지 특징들-제품의 불규칙한 경로와 불가능한 조업순서의 존재 등-때문이다. 박과 정[13-14]에서는 이들 다품종공정 중 재순환이 없는 경우의 조업완료시간 연구를 수행하였고, 또한 그들을 기초로 최적 생산계획에 대한 연구의 결과를 얻어내었다. 그러나 많은 다목적공정의 실제 산업에서의 예들(주로 전자산업에서)은 다수의 제품이 재순환을 갖고 있음이 알려지게 되어 재순환 흐름제품을 표현하지 않고서는 다목적 공정의 실제 산업 예를 적절히 다루고 있다 할 수 없게 되었다. 본 연구에서는 준비시간 및 수송시간을 고려하지 않은 경우와 또 준비시간 및 수송시간을 고려한 재순환 제품을 가진 비순차 다목적 회분식공정의 조업완료시간을 수식으로 표현하였다. 그리고 몇 가지의 예를 통해 유도 과정 및 알고리즘의 성능 검사를 하였고, 계산 결과와 Gantt chart를 나타내었다. 또한 이 문제를 풀이하기 위해 개발된 Genetic Algorithm을 이용한 최적 생산계획의 결과를 나타내었다.
Even though the efficiency of batch process is lower than that of continuous process, the batch process has been increased in the chemical process industry over past decade. The batch process is more suitable process to meet with the frequent changes of demands as the taste of consumers is changed within short period and life cycle of products is shortened. The researches have been classified the chemical batch process into two types, multi-product batch process and multi-purpose batch process. Until now, the multi-purpose batch process had received little attention than multi-product batch process by researchers because of several characteristics which is hard to deal with such as irregularity of production path, existence of infeasible operation sequence and complexity of operation. Park and Jung[13-14] have studied the completion times algorithm and the optimal scheduling for multi-purpose batch process which have no recirculation products through the processing units. But in the case of real industry, for example the electronic semi-conductor industry, they usually have the products with recirculation path through the processing flow. So it can't be argued without appropriate considering of recirculation of products flow. In this paper we have developed the completion times algorithms of single line multi-purpose batch process including recirculation products under consideration of the non-zero set-up times and transfer times. We also developed the optimization method, genetic algorithm, for optimal scheduling of multi-purpose batch process including recirculation products. Finally the performance of the proposed algorithms was tested by several randomly generated examples and the Gantt chart results are presented. We used Genetic Algorithm for solving the scheduling problems and optimal solutions are also presented.
Keywords:Recirculation Product;Completion Time Algorithm;Multi-purpose Batch Process
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